JP6493670B2 - 非水系インクジェットインク組成物 - Google Patents
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Description
本発明に係る非水系インクジェットインク組成物の一態様は、
顔料と、非水系溶剤と、界面活性剤とを含有し、
前記界面活性剤として、HLB値が1.0以上7.0以下のシロキサン系界面活性剤を含むことを特徴とする。
適用例1の非水系インクジェットインク組成物において、
前記非水系溶剤が、50%留出点が280℃以下の非極性有機溶剤と、50%留出点が300℃以上の極性有機溶剤とを含み、
前記非水系溶剤中の前記非極性有機溶剤と前記極性有機溶剤との合計含有量が、60.0質量%以上であることができる。
適用例1または適用例2の非水系インクジェットインク組成物において、
20℃でのレオメーターによるせん断粘度測定において、せん断速度が20[1/s]時と500[1/s]時のせん断粘度の差が、0.60[mPa・s]以下であることができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の非水系インクジェットインク組成物において、インク組成物中における前記顔料の含有量と前記特定シロキサン系界面活性剤の含有量との比([顔料の含有量]/[特定シロキサン系界面活性剤の含有量])が、0.1以上3.0未満であることができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の非水系インクジェットインク組成物において、前記顔料の含有量が、インク組成物の全質量に対して、5.0質量%以上15.0質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の非水系インクジェットインク組成物において、前記シロキサン系界面活性剤の含有量が、インク組成物の全質量に対して、1.0質量%以上10.0質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例6のいずれか一例の非水系インクジェットインク組成物において、前記シロキサン系界面活性剤が、有機変性ポリシロキサン系界面活性剤であることができる。
適用例2ないし適用例7のいずれか一例の非水系インクジェットインク組成物において、前記非極性有機溶剤として、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素及び芳香族炭化水素よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことができる。
適用例2ないし適用例8のいずれか一例の非水系インクジェットインク組成物において、前記極性有機溶剤として、大豆油メチル、大豆油イソブチル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、イソパルミチン酸、イソステアリン酸、イソアラキン酸、イソヘキサコ酸、イソステアリン酸イソプロピル、リノール酸メチル、リノール酸イソブチル及びトール油イソブチルよりなる群から選択される少なくとも1種を含むことができる。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物(本明細書において、単に「インク組成物」ともいう。)は、顔料と、非水系溶剤と、界面活性剤とを含有し、前記界面活性剤として、HLB値が1.0以上7.0以下のシロキサン系界面活性剤を含むことを特徴とする。以下、本実施形態に係るインク組成物に含まれる成分及び含まれ得る成分について詳細に説明する。
本実施形態で用いられる顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。
式会社堀場製作所製)等により測定することができる。
本実施形態に係るインク組成物は、非水系溶剤を含有する。非水系溶剤としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の非極性有機溶剤;エステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、高級脂肪酸等の極性有機溶剤が挙げられる。
ル、酢酸メトキシブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、カプリル酸メチル、ラウリル酸メチル、ラウリル酸イソプロピル、ラウリル酸ヘキシル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソオクチル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、リノール酸メチル、リノール酸イソブチル、リノール酸エチル、リノール酸イソブチル、イソステアリン酸イソプロピル、大豆油メチル、大豆油イソブチル、トール油メチル、トール油イソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジエチル、モノカプリン酸プロピレングリコール、トリ2−エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、トリ2−エチルヘキサン酸グリセリル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が挙げられる。
.0質量%以上含んでいることが好ましく、20.0質量%以上含んでいることがより好ましい。50%留出点が280℃以下の非極性有機溶剤の含有割合が前記範囲であることで、普通紙に記録されたインク組成物から溶剤成分が速やかに蒸発するので、裏抜けや油滲みを効果的に抑制できる。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、HLB値が1.0以上7.0以下のシロキサン系界面活性剤(特定シロキサン系界面活性剤)を含有する。特定シロキサン系界面活性剤を含有することで、十分な画像の光学濃度を得るために顔料濃度を上げた場合であっても、特定シロキサン系界面活性剤が顔料表面に吸着して立体障害が大きくなるため、顔料の分散安定性が向上する。そのため、インク組成物中での顔料の凝集が低減し、チキソ性が低下する。そして、チキソ性が低下すると、せん断速度による粘度差も小さくなる。この理由としては、凝集している顔料に力が加わったときに動きやすくなるためであり、小さな力でも凝集している顔料が容易に解れるので、粘度差が小さくなるものと考えられる。凝集している顔料が小さな力でも解れやすいということは、インクが動きやすくなるということでもあり、これが吐出安定性に繋がる。すなわち、小さな力でもインクを吐出することができるので、顔料濃度を上げた場合であってもインクの連続吐出安定性を確保することができるようになる。また、特定シロキサン系界面活性剤を含有することで、顔料自体の濡れ性が高くなり、非水系溶剤と親和しやすくなるために、顔料の分散安定性が増し、長期保存安定性が向上する。
HLB値=7+Σ[1]+Σ[2] ・・・・・(1)
(上記式において、[1]は親水基の基数を表し、[2]は疎水基の基数を表す。)
やすくなり、インクの連続吐出安定性や長期保存安定性が向上する。HLB値が7.0を超えるシロキサン系界面活性剤を添加すると、顔料の表面に吸着するよりも、優先的に非水系溶媒中で親水基部分を中心に向けた逆ミセルを形成してしまう。その結果、インク組成物中において上述したような作用効果が得られ難く、インクの連続吐出安定性や長期保存安定性の向上が得られ難い。
。特定シロキサン系界面活性剤の含有量が前記範囲内にあると、せん断速度によるせん断粘度の差が十分に小さくなるため、凝集している顔料に力を加えると容易に解れ、インクの吐出安定性をより向上させることができる。特定シロキサン系界面活性剤の含有量の上限値が10.0質量%を超える場合、インク組成物中で特定シロキサン系界面活性剤の分子集合体(例えばミセル)が形成され、それが粒子のような振る舞いをすることで吐出不良が発生する場合がある。
本実施形態に係るインク組成物には、さらに上記以外の成分を添加してもよい。このような成分としては、例えば、樹脂、キレート剤、防腐剤、粘度調整剤、溶解助剤、酸化防止剤、防黴剤等が挙げられる。
本実施形態に係るインク組成物は、上述の顔料を記録媒体に定着させるための樹脂(以下、「定着樹脂」ともいう。)を含有してもよい。
アクリル樹脂としては、従来公知の重合性モノマーからなる共重合体を使用することができる。重合性モノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル類;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノn−ブチル、フマル酸モノn−ブチル、イタコン酸モノn−ブチル等のカルボキシ基含有モノマーの他、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類、アミド基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、シアノ基含有モノマー、水酸基含有アリル化合物、三級アミノ基含有モ
ノマー、アルコキシシリル基含有モノマー等を単独または複数組み合わせて用いることができる。
塩化ビニル樹脂としては、例えば、塩化ビニルと、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、アクリル酸、マレイン酸、ビニルアルコール等の他のモノマーとの共重合体が挙げられるが、これらの中でも塩化ビニル及び酢酸ビニルに由来する構成単位を含む共重合体(以下、「塩酢ビ共重合体」ともいう。)が好ましく、ガラス転移温度が60〜80℃である塩酢ビ共重合体がより好ましい。
本実施形態に係るインク組成物は、上記の成分の他にも、エチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)等のキレート剤、防腐剤、粘度調整剤、溶解助剤、酸化防止剤、及び防黴剤など、所定の性能を付与するための物質を含有することができる。
本実施形態に係るインク組成物は、インクジェット用インクとして用いる観点から、例えば組成や配合を調節することによって、粘度(20℃における粘度)を2.0mPa・s以上20.0mPa・s以下とすることが好ましく、3.0mPa・s以上15.0mPa・s以下とすることがより好ましい。これにより、インクジェット用インクの吐出安定性(吐出量の安定性、液滴の飛行特性等)や、吐出応答性(応答速度、高周波対応性(周波数特性)等)等を優れたものとすることができる。なお、インクジェット用インクの粘度は、振動式粘度計を用いた、JIS Z8809に準拠した測定により求めることができる。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、インクジェット記録に用いるインクである。インクジェット記録装置としては、特に限定されないが、ドロップオンデマンド型のインクジェット記録装置が好ましい。ドロップオンデマンド型のインクジェット記録装置には、記録ヘッドに配設された圧電素子を用いて記録を行う圧電素子記録方法を採用したもの、記録ヘッドに配設された発熱抵抗素子のヒーター等による熱エネルギーを用いて記録を行う熱ジェット記録方法を採用したもの等があるが、いずれの記録方法も採用することができる。また、本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、撥インク処理された吐出ノズル表面に対して不活性であるという利点を有するので、例えば撥インク処理された吐出ノズル表面を有するインクジェット記録用ヘッドから吐出させるインクジェット記録方法にも有利である。
のインクとして適している。
以下、本発明を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
<ブラック顔料分散液1>
大豆油メチル13質量部、大豆油イソブチル15質量部、オレイン酸エチル10質量部、イソステアリルアルコール10質量部、炭化水素系溶剤(JX日鉱日石エネルギー株式会社製、AF−4)17質量部、炭化水素系溶剤(JX日鉱日石エネルギー社製、AF−6)15質量部を混合し、これに分散剤としてソルスパース13940(Lubrizol社製、商品名)5質量部を溶解し、さらにカーボンブラック(三菱化学株式会社製、MA−100)15質量部を添加してプレミックスした。その後、ビーズミルにて滞留時間約20分間で分散し、ブラック顔料分散液1を得た。
大豆油メチル10質量部、大豆油イソブチル13質量部、オレイン酸エチル10質量部、イソステアリルアルコール10質量部、炭化水素系溶剤(JX日鉱日石エネルギー株式会社製、AF−4)17質量部、炭化水素系溶剤(JX日鉱日石エネルギー株式会社製、AF−6)15質量部を混合し、これに分散剤としてソルスパース13940(Lubrizol社製、商品名)5質量部を溶解し、さらにカーボンブラック(東海カーボン株式会社製、SAF−HS)20質量部を添加してプレミックスした。その後、ビーズミルにて滞留時間約20分間で分散し、ブラック顔料分散液2を得た。
大豆油メチル13質量部、大豆油イソブチル15質量部、オレイン酸エチル10質量部、イソステアリルアルコール10質量部、炭化水素系溶剤(JX日鉱日石エネルギー株式会社製、AF−4)17質量部、炭化水素系溶剤(JX日鉱日石エネルギー社製、AF−6)15質量部を混合し、これに分散剤としてソルスパース13940(Lubrizol社製、商品名)5質量部を溶解し、さらにC.I.ピグメントブルー15:3を15質量部添加してプレミックスした。その後、ビーズミルにて滞留時間約20分間で分散し、シアン顔料分散液を得た。
表1に記載の顔料濃度となるように上記で調製したいずれかの顔料分散液をビーカーに秤り取り、そこに炭化水素系溶剤(JX日鉱日石エネルギー株式会社製、AF−4)、エステル系溶剤(花王株式会社製、商品名「エキセパールM−OL」、オレイン酸メチル)及び表1に記載の界面活性剤をさらに添加して十分に混合攪拌することにより、各インク
組成物を調製した。
上記で得られた各インク組成物を、粘弾性測定装置(Anton Paar社製、装置名「Physica MCR301」)に装着されたコーンプレート(直径75mm、角度1°)に充填して、20℃におけるせん断速度(10〜1000s−1)に対するせん断粘度を測定した。そして、せん断速度が20[1/s]時のせん断粘度とせん断速度が500[1/s]時のせん断粘度を求め、その差を評価した。
<連続印字安定性>
セイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンター「PX−B700」を用いて、XeroxP紙A4サイズに常温で記録解像度600×600dpiのベタパターンを30枚連続で記録した。その30枚の記録物のうち、抜けが発生している記録物の枚数により連続印字安定性を評価した。評価基準は以下の通りである。
○:抜けが発生している記録物の枚数が10枚未満である。
△:抜けが発生している記録物の枚数が10枚以上20枚未満である。
×:抜けが発生している記録物の枚数が20枚以上である。
セイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンター「PX−B700」を用いて、XeroxP紙A4サイズに常温で記録解像度600×600dpiのベタパターンを記録した。その記録物を乾燥させた後、記録物のODをスペクトロリーノ(グレタグマクベス社製)にて測定して評価した。評価基準は以下の通りである。
○:1.1以上。
△:1.0以上超1.1未満。
×:1.0未満。
上記で調製したインク組成物を密閉容器に入れ、70℃で9日間放置した。調製直後のインク組成物の粘度と放置後のインク組成物の粘度を、振動式粘度計を用いたJIS Z8809に準拠した方法により測定し、その変化率を求めた。評価基準は以下の通りである。
○:粘度の変化率が5%未満。
△:粘度の変化率が5%以上10%未満。
×:粘度の変化率が10%以上。
各インク組成物の組成及び評価試験の結果を下表1に示す。
下の通りである。
<顔料>
・カーボンブラック(MA−100)(商品名、三菱化学株式会社製)
・カーボンブラック(SAF−HS)(商品名、東海カーボン株式会社製)
・C.I.ピグメントブルー15:3(銅フタロシアニン、β結晶)
<非水系溶剤(非極性有機溶剤)>
・炭化水素系溶剤(AF−4)(商品名、JX日鉱日石エネルギー株式会社製、ナフテン系溶剤、50%留出点:257.5℃)
・炭化水素系溶剤(AF−6)(商品名、JX日鉱日石エネルギー株式会社製、ナフテン系溶剤、50%留出点:315.5℃)
<非水系溶剤(極性有機溶剤)>
・大豆油メチル(エステル系溶剤、50%留出点:345.0℃)
・大豆油イソブチル(エステル系溶剤、50%留出点:356.5℃)
・オレイン酸メチル(商品名「エキセパールM−OL」、花王株式会社製、エステル系溶剤、50%留出点:334.0℃)
・オレイン酸エチル(エステル系溶剤、50%留出点:344.5℃)
・イソステアリルアルコール(アルコール系溶剤、50%留出点:301.0℃)
<分散剤>
・ソルスパース13940(商品名、LUBRIZO社製)
<界面活性剤>
・KF−6015(商品名、信越化学工業株式会社製、ポリエーテル変性シロキサン系界面活性剤、HLB値:4.5)
・BY22−008M(商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製、シロキサン系界面活性剤、HLB値:2)
・KF−6012(商品名、信越化学工業株式会社製、ポリエーテル変性シロキサン系界面活性剤、HLB値:7)
・KF−6013(商品名、信越化学工業株式会社製、シロキサン系界面活性剤、HLB値:10)
・ニューコール723(商品名、日本乳化剤株式会社製、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、HLB値:16.6)
・シルフェイスSAG503A(商品名、日信化学工業株式会社製、HLB値:11)
Claims (7)
- 顔料と、非水系溶剤と、界面活性剤とを含有し、
前記界面活性剤として、HLB値が1.0以上7.0以下のシロキサン系界面活性剤を含み、
前記非水系溶剤が、50%留出点が280℃以下の非極性有機溶剤と、50%留出点が300℃以上の極性有機溶剤とを含み、
前記非水系溶剤中の前記非極性有機溶剤と前記極性有機溶剤との合計含有量が、60.0質量%以上である、非水系インクジェットインク組成物。 - 20℃でのレオメーターによるせん断粘度測定において、せん断速度が20[1/s]時と500[1/s]時のせん断粘度の差が、0.60[mPa・s]以下である、請求項1に記載の非水系インクジェットインク組成物。
- インク組成物中における前記顔料の含有量と前記シロキサン系界面活性剤の含有量との比([顔料の含有量]/[シロキサン系界面活性剤の含有量])が、0.1以上3.0未満である、請求項1または請求項2に記載の非水系インクジェットインク組成物。
- 前記顔料の含有量が、インク組成物の全質量に対して、5.0質量%以上15.0質量%以下である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の非水系インクジェットインク組成物。
- 前記シロキサン系界面活性剤の含有量が、インク組成物の全質量に対して、1.0質量%以上10.0質量%以下である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の非水系インクジェットインク組成物。
- 前記非極性有機溶剤として、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素及び芳香族炭化水素よりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の非水系インクジェットインク組成物。
- 前記極性有機溶剤として、大豆油メチル、大豆油イソブチル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、イソパルミチン酸、イソステアリン酸、イソアラキン酸、イソヘキサコ酸、イソステアリン酸イソプロピル、リノール酸メチル、リノール酸イソブチル及びトール油イソブチルよりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の非水系インクジェットインク組成物。
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